齒輪加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書專業(yè)： 機(jī)械制造與自動化班級： 姓名： 學(xué)號： 指導(dǎo)老師： 陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院目錄第一部分工藝設(shè)計(jì)說明書第二部分第15道工序夾具設(shè)計(jì)說明書第三部分第 45道工序刀具設(shè)計(jì)說明書第四部分第45道工序量具設(shè)計(jì)說明書第五部分畢業(yè)設(shè)計(jì)體會 陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院二零零九屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書專業(yè)：機(jī)械制造與自動化 班級： 姓名 學(xué)號：一、設(shè)計(jì)題目（附圖） 齒類 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂及第_工序工藝裝備設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)條件： 1、零件圖 2、生產(chǎn)批量：中批量生產(chǎn)（4000件）三、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 零件圖分析： 1、零件圖工藝性分析（結(jié)構(gòu)工藝性及條件分析）； 2、繪制零件圖。 毛坯選擇 機(jī)械

2、加工工藝路線確定： 1、加工方案分析及確定 2、基準(zhǔn)的選擇 3、繪制加工工藝流程圖 工序尺寸及其公差確定 1、基準(zhǔn)重合時(shí)（工序尺寸關(guān)系圖繪制）；2、利用工序尺寸關(guān)系圖計(jì)算工序尺寸；3、基準(zhǔn)重合時(shí)（繪制尺寸鏈圖）并計(jì)算工序尺寸。 設(shè)備及其工藝裝備的確定 切削用量及工時(shí)定額確定： 確定全部工序切削用量及工時(shí)定額。 工藝文件制訂： 1、編寫工藝文件設(shè)計(jì)說明書： 2、編寫工藝規(guī)程： 指定工序機(jī)床夾具設(shè)計(jì)1、 工序圖分析； 2、定位方案確定；3、定位誤差計(jì)算； 4、夾具總裝圖繪制； 刀具、量具設(shè)計(jì)四、 設(shè)計(jì)任務(wù)（工作量）： 1、 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂設(shè)計(jì)說明書一份；2、 工藝文件一套（含工藝流程卡片

3、、某一道工序的工序卡片、全套工序附圖）；3、 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)說明書一份；4、 夾具總裝圖一張（A2圖紙）；零件圖兩張（A4圖紙）；5、 刀量具設(shè)計(jì)說明書一份；6、 刀具工作圖一張（A4圖紙）；量具圖一張（A4圖紙）。五、起止日期： 2008年 月 日2008年 月 日六、指導(dǎo)教師： 七、審核批準(zhǔn)教研室主任： 系主任：八、設(shè)計(jì)評語： 年 月 日九、設(shè)計(jì)成績： 年 月 日 第一部分工藝設(shè)計(jì)說明書一、 零件圖分析1、 結(jié)構(gòu)工藝性分析 圖示為套筒類，結(jié)構(gòu)簡單，剛性很好。主要表面為30.5內(nèi)孔和40表面及齒形，工藝性較好。 2、技術(shù)要求分析 （1）尺寸精度及表面質(zhì)量分析 內(nèi)孔：30.5的內(nèi)孔 Ra 1.6

4、 表面粗糙度是Ra1.6上述表面的加工難度不大，工藝性良好。（2）位置精度分析該零件位置精度較高，工藝性良好。二、 毛坯確定1、毛坯類型確定零件結(jié)構(gòu)簡單，工作載荷不大，且為中批生產(chǎn)，查表取鍛件。2、毛坯結(jié)構(gòu)、尺寸和精度確定簡化零件結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，由于零件為中批生產(chǎn)，故毛坯精度取普通級，CT9級。由表查得工件頂、側(cè)面余量為2m.。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，繪出毛坯零件合圖。如圖所示：三、工藝路線擬訂1、主要表面加工方案確定40 Ra1.6 粗車（IT11，Ra12.5）半精車（IT9，Ra6.3）精車（IT7，Ra1.6）30.5孔 Ra1.6 粗車（IT11，Ra12.5）半精車（IT9，Ra6.3）精車（IT

5、7，Ra1.6）2、加工階段劃分零件精度要求不是很高， 因此可劃分為粗加工，半精加工和精加工階段。粗車為粗加工階段，半精車精加工階段，精車磨、工階段。其他非重要表面的加工穿插到各階段之間進(jìn)行。 3、加工順序確定工藝流程圖： 1 鍛造3熱處理正火5C61409粗車CA614011粗車C614013粗車C614015粗車C613217半精車C613019半精車C613021拉花鍵L611023銑齒X62w25銑槽X52327熱處理調(diào)質(zhì)29精車C613031磨M52033校正校正基準(zhǔn)35檢驗(yàn)37入庫四、工序尺寸計(jì)算40工藝路線工序公差工序余量基本尺寸工序尺寸鍛造14444粗車0.1324242半精車

6、0.06214141精車0.020.840.240.2磨0.020.24040 五、設(shè)備、工藝裝備確定1、根據(jù)中批生產(chǎn)的生產(chǎn)類型和工藝特性，設(shè)備主要采用普通設(shè)備，而工藝裝備主要采用手動專用裝備。2、切削用量確定切削用量按照首先ap,再f，最后v 的順序確定。確定ap時(shí)，對于普通切削加工，各工序的余量盡量一個(gè)行程切除。如果余量太大，也可分為兩個(gè)行程切除，第一次切去2/3，第二次切去剩下的1/3。確定f時(shí)，應(yīng)該算是否能夠保證表面粗糙度要求。然后查表確定刀具的耐用度。最后利用公式求得v的大小。以下以鉆20孔為例，說明確定切削用量的方法和步驟：1. 刀具有關(guān)數(shù)據(jù)：刀具6鍵槽銑刀 采用國標(biāo)車刀耐用度取6

7、0min2. 背吃刀量確定：已知：孔6進(jìn)行鉆削，最大余量約為6mm令ap=8mm3. 進(jìn)給量確定考慮到表面粗糙度要求為Ra=12.5，因HT200的硬度HBS170241,在因?yàn)殂@孔后進(jìn)行精確加工。計(jì)算的進(jìn)給量f=0.18mm4. 切削速度計(jì)算： 因?yàn)?查表 =8.1 xv =0 yv =0.55 m=0.125 Zv=0.25所以 v=3.78m/min 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=76r/min然后選用機(jī)床具有的與計(jì)算轉(zhuǎn)速接近的額定的轉(zhuǎn)速作為實(shí)際轉(zhuǎn)速5. 機(jī)床主電機(jī)的功率核算 粗加工階段要切除的余量大，加工時(shí)需要較大的切削功率，所以，還要對機(jī)床的功率進(jìn)行核算 軸向力計(jì)算 查表得 計(jì)算的F=1704N

8、扭矩計(jì)算： 計(jì)算的M=44N.m 功率計(jì)算已知：Z525機(jī)床主電機(jī)功率2.2kw，可以肯定，完全可以滿足加工要求。6. 刀桿強(qiáng)度校核： 可承受切削力彈性摸量： 慣性矩：刀桿伸出長度：=2d=32mm;允許撓度=0.1故因?yàn)楣仕_定的切削用量合里2.工時(shí)定額的確定 各輔助工作所消耗的時(shí)間查表求得并列與圖中 故T輔助=3+3+2+2+1+3+3=17（s）注：由于采用調(diào)整法加工 并非每個(gè)工件都要進(jìn)行檢測，故測量時(shí)間歸為布置時(shí)間由圖中可以看出，切入過程有1次，切出過程有1次，切入切出均取為3mm，則總長度為 6mm。軸向切削長度90mm 則基本時(shí)間T基本=（6+90）/0.5*60/76=160s故

9、作業(yè)時(shí)間T作業(yè)=T基本+T輔助=160+17=177s可布置工作地時(shí)間T布置=T作業(yè)*0.05=177*0.05=9s取休息及生理需要時(shí)間T休息=T作業(yè)*0.02=177*0.02=3.5s取工作準(zhǔn)備，終結(jié)時(shí)間T準(zhǔn)，終=2*3600=7200s故單件時(shí)間定額T單件=T作業(yè)+T布置+T休息+T準(zhǔn)，終=177+9+3.5+7200/4000=192（s）六、 填寫工藝卡片 第二部分第15工序夾具設(shè)計(jì)說明書1 工序尺寸精度分析由工序圖可知此工序的加工精度要求不高，體加工要具求如下：銑12寬鍵槽，為自由公差，無其他技術(shù)要求，該工件在立式鉆床上加工，零件屬中批量生產(chǎn)。2.定位方案確定（1）理論限制自由度

10、分析分析加工要求必須限制的自由度，為?？椎恼_位置，該工件必須限制工件五個(gè)自由度，即X移動、z移動 y移動、y轉(zhuǎn)動、Z轉(zhuǎn)動。（2）定位基準(zhǔn)選擇選40面及小端面為定位基準(zhǔn)。3.定位元件確定選擇定位元件：由于本工序的定位面是端面和40外圓定位,所以定位采用定位銷和v型塊定位，而夾緊元件采用壓板夾緊。4.定位誤差分析計(jì)算 定位誤差（dw）的計(jì)算：由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合jb =0.5 x0.33=0.165 db=0 jb和db相關(guān) dw=jb+db =0.165=0.089 1/3 T=1/3x0.5=0.167 dw1/3 T 滿足要求。5.夾緊方案及元件確定7. 工件在加工時(shí)所受的力有加緊力

11、F、切削力F´和工件重力G，三者方向一致，鉆削力有利于夾緊，故所需夾緊力很小，可以滿足8. 夾具總裝草圖第三部分第 45道工序刀具設(shè)計(jì)說明書已知條件：工件材料 45鋼 185220HBS b=0.735GPa ，胚孔為鏜孔 使用設(shè)備：L6110型臥式拉床拉孔前Dw=30 0.2-0 拉孔后 Dm =30.5+0.027 長Lo=45-0.10設(shè)計(jì)過程：1直徑方向切削余量 A=Dmax-dwmin =1.047 2.齒升量af af1=0.03 af2=0.025 0.02 0.015 af3=0.01 af4=03.齒數(shù) Z Z2=3 Z3=4 Z4=6 Z1=A-(A2+A3)/2

12、*af1=14.12 取Z1=14 余下的切除余量為： 2A=0.007 則過渡齒Z2=3 2Af=0.05 0.04 0.03 4直徑Dx 粗切齒:Dz1=dwmin=34 余量: A1=0.84 由Dz2-Dz15齒切除，則每齒直徑應(yīng)為： Dz2-Dz15=Dz1-Dz15=2afx 過渡齒:Dz16-Dz18= 29.87 29.91 29.94 精切齒:Dz19-Dz24=29.96 29.98 30.00 30.02 30.027 校準(zhǔn)齒：Dz24-Dz29=35.0275.幾何參數(shù)：o=15° o=1.5°-2.5° bo1=0.1-0.36.齒距 ：

13、 P=(1.21.5)*6.7=8.0410.05 選P=97.檢驗(yàn) ： 同時(shí)工作的齒數(shù) Ze=L/P+1=6>3 Ze>38.容屑槽深度 ：h=3.22 9.容屑槽形式和尺寸：形式：圓弧齒背形 尺寸： 粗切齒：P=9 g=3 h=3.5 r=1.8 R=5 精切齒： P=7 g=2.5 h=2.5 r=1.3 R=410.分屑槽尺寸：弧形槽 n=10 R=25 槽寬 b=dowinsin90°-(0.3-0.7) mm =4.8mm 切削厚度 HD=2dominsin(90°/nk)-a=5.8411.檢驗(yàn)：檢驗(yàn)切削力 ： Fc<Fq Fc=Fc*Bd*

14、Ze*k =191*3.1416*35/2*5*1 =52.5kN Fq=100*0.75=75KN 比較可知 Fc<Fq 檢驗(yàn)拉刀強(qiáng)度=Fc/Amin Amin=531 =52504/531=98.9Mpa<350Mpa <12.前柄：D1=32 -0.064-0.025 D2=24-0.2100 L1=25 13.過渡槽與頸部：過渡錐 L3=15 頸部 D2=32 L2=90 14.前導(dǎo)部與后導(dǎo)部：前導(dǎo)部 D4=dmin=34-0.020 L4=45 后導(dǎo)部 D6=35 0+0.027 L7=3015.長度：L=前柄+過渡錐+頸部+前導(dǎo)部+刀齒部+后導(dǎo)部 = 45+30+

15、 25+15+90+（9*18+11*7） =444445 16.中心孔：兩端采用B型帶護(hù)錐中心孔 d=2 d1=6.3 t1=2.54 t= 217.材料與熱處理硬度：W6Mo5CrV2 刀齒與后導(dǎo)部HRC63-66 前導(dǎo)部HRC60-66 柄部HRC40-52 18.技術(shù)條件:拉刀各項(xiàng)技術(shù)條件參考國標(biāo)確定4、刀具工作草圖第四部分：量具設(shè)計(jì)說明書1.工序尺寸精度分析 軸徑尺寸40mm精度h7級2.量具類型確定40h7軸用環(huán)規(guī)卡規(guī)。3.40h7的上偏差es=0 下偏差ei=-0.016mm表61查得IT6，尺寸為35mm 的量規(guī)公差T=0.0024mm位置要素Z=0.0028mm(1) 形狀位

16、置公差=T/2=0.0012mm。通規(guī)上偏差=es-Z+T/2=(0-0.0028+0.0012)mm=-0.0016mm下偏差=es-Z-T/2=(0-0.0028-0.0012)mm=-0.004mm磨損極限=es=0止規(guī)上偏差=ei+T=(-0.0016+0.0024)=-0.0136mm下偏差=ei=-0.016mm(2) 校對量規(guī)的極限偏差。校對量規(guī)公差Tp=T/2=0.0024/2=0.0012mm校對量規(guī)形狀公差=Tp=0.0012mm1) 軸用通規(guī)用的校對量規(guī)“TT”上偏差=es-Z-T/2 +Tp=(0-0.0028-0.0012+0.0012)mm=-0.0028mm下偏差

17、=es-Z-T/2=(0-0.0028-0.0012)mm=-0.004mm2) 軸用止規(guī)的校對量規(guī)“ZT”上偏差=ei+Tp=(-0.016+0.0012)mm=0.0148mm下偏差=ei=-0.016mm3) 校對軸用通規(guī)是副否磨損用的校對量規(guī)“ST”上偏差=es=0下偏差=es-Tp=0-0.0012=-0.0012mm 各種量規(guī)尺寸公差帶見圖下4。極限量具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第五部分畢業(yè)設(shè)計(jì)體會畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我們這些年來在學(xué)校所學(xué)知識的總結(jié)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可以體現(xiàn)出我們在校期間的學(xué)習(xí)程度。從而對我們所學(xué)專業(yè)知識做出有力判斷。從我們拿到零件圖紙的第一天開始，我們的老師就詳細(xì)給我們講了設(shè)計(jì)的步驟，還安排了輔導(dǎo)時(shí)間。為我們圓滿的完成任務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。我們以前所接觸的只是課本上的知識，對機(jī)械加工工藝只有側(cè)面的了解。但是同過這次設(shè)計(jì)，我們才全方位的懂得了什么是機(jī)械設(shè)計(jì)，從而更加了解了我們的專業(yè)。剛開始設(shè)計(jì)的時(shí)候，總覺的難度很大，不知道從什么地方下手，對一些設(shè)計(jì)的步驟根本不知道怎么安排，怎么設(shè)計(jì)。老師給我們詳細(xì)講解了機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)注意的條件，讓我們先從分析零件圖開始，然后在得出零件技術(shù)要求，在根據(jù)零件的技術(shù)要求畫出毛坯和零件合圖。在設(shè)計(jì)期間，我們第一次接觸了機(jī)械加工工藝的設(shè)計(jì)，對我有了很大提高。遇到不懂的問題時(shí)，指導(dǎo)